Ресурсо- и энергосберегающие технологии

РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ (лекции) Капустин Ф.Л., д.т.н., профессор ФГА ОУ ВО «Уральский федеральны й университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» Изучение дисциплины направлено на ф ормирование следующих проф ессиональны х компетенций магист ров: 1. Умение разрабат ы ват ь мероприят ия по комплексному использованию сы рья, в том числе техногенного, замене деф ицитны х материалов, изы сканию способов утилизации отходов производст ва; 2. Способност ь находит ь опт имальны е ресурсо- и энергосберегающие технологические решения, направленны е на производст во продукции с учетом т ребований качества, надеж ности, стоимост и и экологической безопасности; 3. Владение методами организации безопасного ведения работ, проф илакт ики производственного т равмат изма, профессиональны х заболеваний, предот вращение экологических нарушений. Рекомендуемая литература 1. Боженов П.И. Комплексное использование минерального сы рья и экология. М.: Изд. АСВ. 2009. 264 с. 2. Данилов Н.И., Щелоков Я.М. Основы энергосбережения. Екатеринбург: ГУ СО «Институт энергосбережения», 2008. 526 с. 3. Марьин В.К., Кузнецов Ю.С., Белоусов В.В.. Малоотходны е и ресурсосберегающие технологии. Пенза, 2006. 214 с. 4. Спасибожко В.В. Основы безотходной технологии. Челябинск: ЮУрГУ, 2001. 132 с. 5. Экологически чистое производство: подходы , оценка, рекомендации / Под ред. С.А. Пегова, И.С. Солобоева. Екатеринбург: УФ ЦПРП, 2000. 394 с. 6. Данилов О.Л., Мунц В.А. Использование вторичны х энергетических ресурсов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. 154 с. 7. Ануфриев В.П., Лебедев Ю.В., Черномуров Ф.М. Теория и практика энерго- и ресурсосбережения. Екатеринбург: УГТУУПИ, 2006. 389 с. Ры нок ст роительны х материалов РФ Производство нерудны х материалов В 2017 г. бы ло произведено 220 млн. м³ щебня и гравия, в 2014 г. - 411,5 млн. м³, что соответствует уровню 2013 г. (409,4 млн. м³). Производство цемента В 2017 г. бы ло произведено 66 млн. т цемента. Лидерами по производству цемента являю тся Центральны й, Южны й, Приволжский Федеральны е округа. Основны е производители цемента – 50 крупны х и средних предприятий. Часть из них принадлежит крупны м российским холдингам «Евроцемент», «Сибцемент», часть – зарубежны м холдингам «Холсим», «Лафарж», «Гейдельберг». Производство кирпича В 2017 г. бы ло произведено 7 400 млн. усл. кирпичей. Основны е производственны е мощности кирпича (как красного, так и силикатного) сосредоточены в Центральном и Приволжском Федеральны х округах. Крупнейшие производители кирпича: Воронежский комбинат строительны х материалов, завод в Колпино «Победа ЛСР», Казанский завод силикатны х стеновы х материалов, Липецкий комбинат силикатны х изделий, ООО «ИнвестСиликат-Стройсервис», Ковровский завод силикатного кирпича, Тверской комбинат строительны х материалов, Ревдинский кирпичны й завод. Доля подотраслей в общем объ еме производства строительны х материалов в России (%) В России на 2016 г. общий объем накопленны х и учтенны х отходов производст ва и пот ребления сост авил около 41 млрд. т, в том числе 40,3 млрд. т – V класс опасност и. Еж егодно образуется свы ше 5 млрд. т от ходов, из которы х при добы че полезны х ископаемы х – около 4,8 млрд. т. Количество от ходов, образовавшихся на предприятиях страны в 2016 г., сост авило более 540 млн. т. Это на 7,5% больше, неж ели в 2015 году, на 45% больше, чем в 2010 г. и на 55% больше, чем одиннадцат ь лет назад, то ест ь в 2006 г. Около 80% новы х отходов образуется в Сибирском и Дальневосточном федеральны х округах. Под складирование только горно-промы шленны х отходов занято свы ше 500 т ы с. га земель. Подавляющая част ь накопленны х отходов располагается в Сибирском (около 57%) и Уральском (22%) округах. Экологически чистое производство - производство, которое в сравнении с лучшими мировы ми аналогами является экономически более вы годны м и наносит минимальны й ущерб окружающей природной среде и здоровью человека. Переход к экологически чисты м производствам включает: - создание новы х технологий и техники; - планирование и организация работы предприятий; - создание механизмов управления природоохранной деятельностью ; - формирование и реализация инновационной и инвестиционной политики; - подготовку и профессиональную переподготовку кадров; - формирование экологического мировоззрения среди населения; - взаимодействие предприятий, органов государственного и муниципального управления, регионов и государств. В процессе перехода предприятия к экологически чистому производству должны бы ть решены следующие задачи: - непреры вное совершенствование техники и технологий; - постоянное улучшение экологических характеристик продукции и услуг; - поиск новы х нетрадиционны х источников материальны х и энергетических ресурсов. Производство тугоплавких неметаллических материалов является сложны м, многостадийны м, ресурсо- и энергоемким производством самы х разнообразны х по форме, составу, свойствам и направлениям применения огнеупорны х и керамических материалов, стекла и изделий из него, минеральны х и органических вяжущих материалов и изделий. Наряду с природны м сы рьем, для их получения применяются попутны е и техногенны е продукты других производств. При этом могут образовы ваться разны е по зерновому, химическому и фазовому составу отходы , сточны е воды и вторичная энергия. Поэтому специалисты по химической технологии и производству строительны х материалов должны знать и уметь правильно использовать ресурсо- и энергосберегаю щие технологии. Основны е понятия в области ресурсосбережения Ресурсы – природны е или созданны е человеком ценности, запасы , возможности и источники дохода, которы е предназначены для удовлетворения производственны х и непроизводственны х потребностей. Ресурсы подразделяю тся на: 1. Природны е (сы рьевы е и энергетические); 2. Потребительские; 3. Производственны е; 4. Воспроизводимы е (например, продукция, кадры определенной квалификации, которы е обучаются в течение анализируемого периода и т.д.); 5. Невоспроизводимы е (например, разрабаты ваемы е запасы полезны х ископаемы х); 6. Трудовы е (могут бы ть разделены на квалификационнопрофессиональны е группы , среди которы х можно вы делить рабочих, ИТР, АУП, ПОП и др.); 7. Информационны е (потенциал науки, культуры и просвещения); 8. Финансовы е (капитальны е вложения, кредитны е ресурсы и др.); 9. Первичны е (трудовы е и природны е ресурсы ); 10. Вторичны е ресурсы (отходы , вы бросы , сбросы , отработанное тепло и др.). Ресурсосбережение − организационная, экономическая, техническая, научная, практическая, информационная деятельность, методы , процессы , комплекс организационно-технических мер и мероприятий, сопровождаю щие все стадии жизненного цикла изделий и направленны е на рациональное использование и экономию ресурсов. Основой ресурсосбережения является комплексное исполь-зование природны х и созданны х человеком ресурсов, мак-симальное устранение потерь и нерациональны х расходов, более полное вовлечение в хозяйственны й оборот вторич-ны х материальны х ресурсов Ресурсосбережение достигается на всех этапах производства и применения: - использованием ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий; - снижением фондоемкости и материалоемкости продукции; - повы шением производительности труда; - эффективны м применением ресурсов в процессе производства или непроизводственного потребления; - повы шением качества продукции; - применением труда менеджеров и маркетологов; - использованием международного разделения труда и др.; - моральной и материальной заинтересованностью работников в лучшем применении ресурсов; - стимулированием бережного отношения населения к использованию энергии, топлива, воды , тепла. Основны ми показателями ресурсосбережения являются: Ресурсоиспользование − естественное или целенаправленное использование ресурсов различны х видов на стадиях жизненного цикла изделия, продукции, процесса и при оказании услуг. Ресурсосодержание продукции, процессов, работ и услуг – совокупность системно-структурны х свойств, характеризующих состав и содержание сосредоточенны х в продукции, работах и услугах ресурсов определенного вида. Ресурсоемкость − совокупность структурно-технических свойств, определяющих возможность изготовления продукции, ремонта и утилизации, а также вы полнения работ и оказания услуг с установленны ми затратами и потерями ресурсов в технологических циклах. Ресурсоэкономичность − совокупность эксплуатационны х свойств, характеризующих техническое совершенство продукции, а также работ и услуг по степени расходования и использования различны х ресурсов с достижением определенного полезного эффекта в заданны х условиях функционирования. Экономическая оценка ресурсосбережения − совокупность технико-экономических методов определения уровня экономии ресурсов в результате внедрения ресурсосберегающих мероприятий в натуральном и стоимостном вы ражении. На уровне предприятия исчисляется показателем прибы ли, на уровне экономики страны − снижением материало-, металло- и энергоемкости национального дохода. Утилизируемость − виды работ по обеспечению ресур-сосбережения (с учетом требований экологии и безопас-ности), при которы х осуществляю тся переработка или вторичное использование отслуживших установленны й срок или отбракованны х изделий, материалов, упаковки и др., а также технологических отходов и вторичны х материалов. Ресурсосберегаю щие технологии − технологии, обеспечиваю щие производство продукции с минимально возможны м потреблением топлива, сы рья, материалов, воздуха, воды и других источников энергии и ресурсов для технологических целей. Ресурсосберегаю щие технологии вклю чаю т применение не только природны х ресурсов, но и использование вторич-ны х ресурсов, утилизацию отходов, а также рекуперацию энергии, замкнутую систему водопотребления и другое. ГОСТ Р 51769-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходам и. Документирование и регулирование деятель-ности по обраще нию с отходами производства и потребле-ния. Основные положе ния . ГОСТ 30166-95. Ресурсосбережение. Основные положения. ГОСТ 30167-95. Ресурсосбережение. Порядок установления пок азателей ресурсосбережения в документации на продукцию . ГОСТ 30772-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения. ГОСТ 30773-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Этапы технологического цикла. Основны е положения. ГОСТ 30775-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отхо-дами. Классификация, идентификация и кодирование отходов. Основ ные положения . ГОСТ Р 52108-2003. Ресурсосбережение. Обращение с отходам и. Основные положения . ГОСТ Р 52105-2003. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Классификация и методы переработки ртутьсодержащих отходов. Основны е положения. ГОСТ Р 52107-2003. Ресурсосбережение. Классификация и определение показателей. ГОСТ Р 51387-99. Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основны е положения. Классификация ресурсосбережения Показатели ресурсосбережения подразделяют на четы ре группы : первая − требования по ресурсосодержанию, определяющие совершенство процессов, продукции, работ и услуг, например по составу и количеству использованны х материалов, массе, габаритам, объему изделия и др.; вторая − требования ресурсоемкости (по технологичности), определяющие возможность достижения оптимальны х затрат ресурсов при изготовлении, ремонте и утилизации продукции, а также вы полнении различны х работ и оказании услуг с учетом требований экологической безопасности; третья − требования ресурсоэкономичности изделия, определяющие возможность достижения оптимальны х затрат ресурсов при эксплуатации, ремонте и утилизации продукции, а также при вы полнении работ и оказании услуг; четвертая – требования к утилизируемости материалов, изделий и продукции после истечения срока эксплуатации и/ или бракованной продукции на этапах их ликвидации в виде отходов, а также к самим отходам производства и потребления. Указанны е группы показателей ресурсосбережения учиты ваются при: - разработке продукции, планировании работ и услуг (устанавливают проектны е требования к ресурсосодержанию и ресурсоэкономичности, рекомендации по ресурсоемкости); - изготовлении продукции, вы полнении работ и оказании услуг (требования ресурсоемкости по технологичности); - эксплуатации продукции и вы полнении работ и оказании услуг (требования ресурсоэкономичности и ресурсоемкости); - утилизации продукции (требования ресурсоемкости и ресурсоэкономичности). Основны е признаки классификации показателей ресурсосбережения для технологических процессов 1. Вид (технические и экономические). 2. Стадия проявления: - прогнозируемы е − на этапе научно-исследовательских работ; - проектны е − на этапе опы тно-конструкторских работ; - производственны е − на стадии изготовления продукции; - эксплуатационны е − на стадии применения; - утилизационны е − на стадии ликвидации изделий). 3. Форма представления: - абсолю тны е; - удельны е; - относительны е; - сравнительны е; - разностны е; - структурны е. 4. Способ вы ражения (в единицах физических или экономических величин или вне используемой системы единиц). 5. Система оценки: - планируемы е − на перспективу; - базовы е − установленны е в межгосударственны х или государственны х стандартах РФ, устанавливающих общие технические требования; - фактические − достигнуты е, предельно возможны е − для конкретного вида веществ, материалов, изделий, продукции. 6. Значимость (основны е и дополнительны е). 7. Количество (единичны е − частны е, комплексны е − групповы е, интегральны е − общие). Показатели ресурсосодержания 1. Масса изделия. 2. Масса сухого изделия. 3. Масса драгоценны х материалов (металлов) в изделии. 4. Доля (фактическая или допустимая) вторичны х материальны х ресурсов (из отходов) в изделии. 5. Количество основны х материальны х ресурсов, затрачиваемы х при создании изделия. 6. Объем, габаритны е размеры изделия (без упаковки.) 7. Количество энергии, потребляемой при создании изделия. Показатели энергоемкости 1. Расход энергоресурсов при изготовлении материала, изделия (партии изделий). 2. Удельная производственная энергоемкость материала, изделия. 3. Удельны й расход энергоносителей при изготовлении вещества, материала, изделия. 4. Энергоемкость производства продукции. 5. Полная энергоемкость продукции. 6. Коэффициент полезного использования энергии. 7. Потеря энергии. Взаимосвязь промы шленного производства с окружаю щей средой За одну минуту в мире сжигается: 1 млн. 250 ты с. т угля и 1 млн. 800 ты с. т жидкого топлива. Ежегодно промы шленны е предприятия вы брасы вают свы ше 700 млрд. м ³ сточны х вод, а в воздушную среду − более 250 млн. т пы ли различного химического состава. Вклад в загрязнение атмосферы предприятиями различны х отраслей промы шленности, %: 27 теплоэнергетика, 13 автотранспорт, 24 черная металлургия, 15,5 нефтяная промы шленность, 10,5 цветная металлургия, 8,5 промы шленность строительны х материалов, 1,5 химические производства. Мероприятия, обеспечиваю щие надежность производства 1. Поставка сы рья, полуфабрикатов, комплектующих деталей, вспомогательны х материалов и др. 2. Обеспечение энергетическими ресурсами (топливом, электроэнергией, паром, сжаты м воздухом и др.). 3. Снабжение водой из природны х водоемов. 4. Организация технологического процесса обработки и переработки сы рья, материалов и полуфабрикатов, изменения их свойств и формы для получения готовой продукции. 5. Вы пуск готовой продукции заданного качества. 6. Образование посторонних веществ и материалов в виде отходов, вы бросов и сбросов, не нужны х для основного производства. Схема взаимной связи производства и окружаю щей природной среды ОКРУЖАЮЩАЯ ПРИРОДНАЯ СРЕДА СЫРЬЕ ЭНЕРГИЯ ВОДА ВОЗДУХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОДУКЦИЯ ОТХОДЫ, ВЫБРОСЫ И СБРОСЫ ОКРУЖАЮЩАЯ ПРИРОДНАЯ СРЕДА Основны е уровни взаимодействия производства и окружаю щей природной среды 1. Рациональное и комплексное использование природны х материальны х и энергетических ресурсов с учетом зако-нов природы , необходимости ресурсо- и энергосбереже-ния, воспроизводства этих ресурсов. 2. Улавливание, сбор, очистка и обезвреживание образующихся отходов, побочны х продуктов, вы бросов в атмос-феру, сбросов загрязненны х сточны х вод с целью сниже-ния их количества, безвредного для человека и окружаю-щей природной среды . 3. Производимая продукция должна бы ть не только полезной для человека, но и, вместе с тем, удовлетворять требо-ваниям экологической чистоты и безопасности при ее про-изводстве, хранении, транспортировании и потреблении. Схема безотходной переработки природного сы рья ОТХОДЫ, ВЫБРОСЫ, СБРОСЫ УЛАВЛИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА И ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ СБОР И НАКОПЛЕНИЕ ОТХОДОВ ПО ВИДАМ ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА СКЛАДИРОВАНИЕ НЕУТИЛИЗИРУЕМЫЕ ОТХОДЫ УТИЛИЗИРУЕМЫЕ ОТХОДЫ НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ, ОЧИСТКА, ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА КАК ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ СКЛАДИРОВАНИЕ И ЗАХОРОНЕНИЕ НА ПОЛИГОНАХ ПРОДУКЦИЯ ОТХОДЫ, ВЫБРОСЫ, СБРОСЫ Основы организации безотходной технологии Одним из направлений поиска и разработки новы х технологий является организация технологических операций с максимальны м извлечением и использованием всех компонентов исходного сы рья, а также с минимальны м объ емом всех видов образую щихся отходов, вы бросов и сбросов. Безотходная технология - практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природны х ресурсов и энергии и защитить окружающую среду. Материальны й индекс производства: МИП = масса сы рья / масса продукции При полном отсутствии отходов этот индекс равен 1; гипсовы е вяжущие 1,1-1,2; керамика 1,1-1,3; цемент 1,4-1,7; известь 1,5-2; чугун 1,5-2; алю миний 85; медь 500, золото 540000. Примеры малоотходны х производств 1. ОАО «Пикалевский глиноземны й комбинат» в Ленинградской области – одновременное получение глинозема, соды , поташа и портландцемента из нефелинового сы рья. Организована экологически рациональная система оборотного водоснабжения. 2. НП «Сухоложскасбоцемент» в Свердловской области – из тверды х и жидких отходов асбестоцементного производства изготавливаю т строительной стеновой камень с хорошими теплофизическими показателями. Организовано оборотное водоснабжение. 3. ООО «ПСО «Теплит» в г. Березовский – производство стеновы х блоков из автоклавного газобетона на основе золы -уноса Рефтинской ГРЭС с возвращением зольного шлама обратно в технологию . 4. ОАО «Ураласбест» – при получении волокон асбеста образую тся тверды е отходы обогащения, которы е перерабаты ваю тся в ще-бень, песок из отсевов дробления, теплоизоляционны е изделия. Экологическая характеристика технологии Экономически и экологически эффективное современное производство должно обеспечивать наибольший вы ход продукции при меньших безвозвратны х потерях сы рья, энергии и времени на единицу полезного продукта. Масса продукта Полезный расход Необходимое время энергии ЭХТ = ---------------------- + --------------------------- + ----------------------------Расход сырья Фактический расход Фактическое время энергии Экологическая характеристика конкретной технологии склады вается из фактического расхода сы рья, энергии и времени на единицу вы пускаемой продукции и учиты вает: - степень использования исходного сы рья; - долю энергетических производственны х потерь; - коэффициент использования технологического оборудования по времени. Кажды й из слагаемы х ЭХТ имеет свои особенности с позиции управления их количественны м значением. 1. Значение первого − материалоемкость, определяется качеством исходного сы рья и зависит в основном от содержания в нем Н2О, СО2, SO2, SO3 и других газов, удаляемы х в процессе производства, а также механическими потерями сы рья и готового продукта (пы ль, брак, отходы формовки и др.). Механические потери характеризуют уровень организации производства и управляемы . Количество удаленны х газов для конкретного сы рья является величиной постоянной, а их качественны е характеристики существенно влияю т на загрязнение атмосферного воздуха. Поэтому предпочтение следует отдавать сы рью , не содержащему летучих компонентов. Этому требованию удовлетворяю т различны е виды изверженны х и метаморфических горны х пород и техногенного сы рья: шлаки, золы , хвосты обогащения изверженны х горны х пород. 2. Числитель второго слагаемого ЭХТ величина постоянная и соответствует необходимому теоретическому расходу топлива и энергии, знаменатель - характеризует уровень организации энергетического хозяйства конкретного предприятия. 3. Третьим слагаемы м ЭХТ является время и характеризует общий уровень технической культуры производства, определяет производительность технологической линии и имеет также экономическое значение, поскольку сокращение времени способствует оборачиваемости денежны х средств и, как следствие, уменьшению накладны х расходов. Значение ЭХТ всегда меньше 3. Чем больше значение, тем совершеннее технология, вы ше организация производства и меньше экологический ущерб природной среде. 1. Наиболее материалоемким является производство сухих строительны х (специальны х) смесей, имеющее вы сокое значение ЭХТ (больше 2,5). Вяжущие, наполнители и химические добавки при смешивании и фасовке сухих смесей сохраняются без изменения. 2. Значение ЭХТ меньше 2 характерно для производства изде-лий строительной керамики в виду того, что природное сы рье − глины в процессе обжига теряю т химически связанную воду. К тому же, технология формования изделий требует значитель-ного расхода воды на образование пластичного глиняного теста (20-70% по массе), для удаления которой требуется специальны й передел − сушка, требую щая дорогого оборудо-вания и длительного времени (20-40 ч). При производстве керамических изделий общая продолжительность процессов сушки и обжига достигает 70-100 ч, на производство керами-ческого кирпича требуется 70 кг, керамогранита для пола 270 кг, санитарно-технической керамики − до 720 кг условного топлива на тонну изделий. 3. Для строительны х изделий автоклавного твердения про-цессы превращения сы рьевой смеси в готовы й продукт ана-логичны строительны м бетонам и растворам. Относительно короткий режим производства и невы сокая температура теп-ловой обработки (10-12 ч, 175-225°С) обеспечиваю т ему показа-тель ЭХТ=1,8-2. ЭХТ производства строительного гипса − 0,75, цемента − 0,6, извести − 0,5. Роль химической технологии в развитии безотходны х производств Созданию безотходной химической технологии способствую т принципы «природной технологии», которы е создаю т основу производства и обеспечиваю т ей рациональность и безотходность. Например, технологические условия получения искусственной шлаковой пемзы из доменны х шлаков аналогичны е условиям образования природной пемзы при вулканических извержениях. Искусственны е строительны е конгломераты − тяжелы е и легкие цементны е бетоны , строительны е растворы , огнеупорны е, асфальто- и полимербетоны и др. имею т аналоги в природе, различаю щиеся между собой генезисом и разной степенью зернистости и дисперсности заполнителей. К природны м конгломератам, вспомним, относятся аргиллиты , алевролиты , песчаники, конгломераты , брекчии, известняки, гипсы , доломиты , опоки и многие другие минеральны е образования, созданны е «природной технологией». Технология искусственны х композиционны х изделий с волокнисты ми наполнителями имитирует процессы структурообразования природны х волокнисты х материалов. Использование отходов в химической технологии и строительстве Широкому и эффективному использованию многочисленны х и многотоннажны х промы шленны х отходов и побочны х продуктов способствует: А) многие виды отходов по химическому составу и свойствам близки традиционному природному сы рью и поэтому могут служить полноценны м и экономичны м его заменителем в технологии различны х строительны х и технических изделий; Б) производство большинства строительны х и технических изделий является чрезвы чайно материалоемким, исходное сы рье почти без потерь превращается в готовую продукцию и поэтому существует реальная возможность переработать огромны е количества образующихся и накопленны х отходов;  В) строительны е, металлургические, химические, огнеупорны е, машиностроительны е и ины е технологии размещены практически повсеместно и отличаются огромны ми объемами материального производства;  Г) конечная продукция эксплуатируется от 1-2 лет до десятков, а иногда и сотни лет. Это значительно удлиняет период обмена веществ в антропогенны х циклах, а с другой стороны – многие технические изделия в процессе эксплуатации приходят в непригодность достаточно бы стро. Потенциальны ми видами техногенного сы рья являю тся: шлаки черной и цветной металлургии, зола-уноса и золошлаковы е смеси ТЭС, хвосты обогащения и отвальны е породы , отходы лесной и деревообрабаты ваю щей, химической, резинотехнической, целлю лозно-бумажной промы шленности, продукты переработки нефти, бой стекла, бетона, кирпича, макулатура и многие другие виды вторичны х материальны х ресурсов. Для повы шения экономичности и качества продукции, исклю чения необоснованного ввоза и вы воза минерального сы рья, уменьшения загрязнения поверхности земли и атмосферы , составляю тся кадастры всех отходов промы шленности конкрет-ного предприятия, города и области. Он должен содержать пол-ную информацию о химико-минералогическом составе, агрегат-ном состоянии, технических условиях образования, годовом объ еме производства и обязательно санитарно-гигиенические характеристики каждого отхода данного производства. Сущность, принципы и особенности формирования экологически чистого производства Концепция экологически чистого производства (англ. Cleaner production) бы ла разработана в США в конце 80-х годов ХХ века на основе положительного опы та перехода предприя-тий на «лучшие из имеющихся технологий, не требующих чрезмерны х затрат» и производства вы сококачественной продукции и услуг в условиях внедрения международны х стандартов ISO 9000, устанавливающих требования к системе менеджмента качества. Конференция по экологически чистому производству, проходившая в 1996 г. в Оксфорде, дала более широкое определение экологически чистому производству: 1. Применительно к производственны м процессам − это сокращение материальны х и энергетических затрат, исклю чение токсичны х сы рьевы х материалов, уменьшение количества и снижение уровня токсичности вы бросов, сбросов и отходов до их вы хода из технологии; 2. Применительно к продукции − уменьшение негатив-ного воздействия на окружаю щую среду в течение всего ее жизненного цикла, от добы чи сы рья для производства и до того момента, когда продукция становится отходом потребления; 3. Применительно к сфере услуг − соблю дение экологических норм при разработке и предоставлении услуг. Основны е принципы экологически чистого производства 1. Локальность − ограничение появления и вредного воздействия загрязняю щих веществ местом их образования; 2. Превентивность − предотвращение образования загрязняю щих веществ и их отрицательного воздействия на стадиях производства, предшествую щих их возможному появлению ; 3. Системность − реализация экономически обоснованны х способов предотвращения, сокращения, нейтрализации загрязняю щих веществ на всех стадиях производства: от подготовки исходного сы рья до получения продукции; 4. Эколого-экономическая оценка принимаемы х решений позволяет вы делить наиболее проблемны е переделы производства и сосредоточить на них особое внимание; 5. Комплексны й подход к вы бору оптимального варианта предотвращения загрязнения как результата совместной 6. Финансовая достижимость − наличие необходимы х финансовы х средств для реализации принимаемы х решений; 7. Прибы льность − вы годность мероприятий по предотвращению загрязнений, сокращению объ емов их образования и переработке образую щихся отходов. Пример: одна из американских компаний, внедрив проекты по предупреждению загрязнения, за 15 лет сократила атмосферны е вы бросы до 120 ты с. т, объ ем сточны х вод на 3,8 млн. м³, количество тверды х отходов на 410 ты с. т и в конечном итоге получила экономию в 537 млн. долларов; 8. Непреры вность − последовательная реализация проектов, программ и планов в их постоянном развитии при переходе к экологически чистому производству. Основны е преимущества экологически чистого производства В сфере экономики: - сокращение затрат на сы рье, энергию , топливо, воду; - сокращение затрат на очистку сточны х вод, пы ле- и газообразны х вы бросов, утилизацию отходов; - сокращение транспортны х расходов; - уменьшение экологических платежей и штрафов; - повы шение цен на продукцию в связи с улучшением ее качественны х характеристик; - рост прибы ли. В сфере охраны окружаю щей среды : - сокращение вы бросов, сбросов загрязняю щих веществ, уменьшение количества отходов; - сокращение ресурсоемкости производства; - сокращение земельны х площадей за счет уменьшения необходимости складирования отходов. В сфере труда: - уменьшение риска для здоровья персонала; - улучшение условий труда на рабочем месте, повы шение безопасности рабочего места; - повы шение уровня привлекательности работы для молодежи. В отношениях с населением: - повы шение уровня репутации предприятия, создание благоприятного общественного мнения; - сокращение жалоб населения в административны е органы . Переход к ЭЧП может осуществляться через: - разработку и внедрение ресурсо- и энергосберегаю щих технологий; - разработку и реализацию малоотходны х технологий. Способы достижения экологически чистого производства 1. Совершенствование традиционны х технологий на основе повы шения уровня эксплуатации и культуры производства; 2. Реконструкция и техническое перевооружение основны х производств с последовательны м их переводом в ресурсосберегаю щие и безотходны е; 3. Создание и внедрение принципиально новы х технологий, отличаю щихся вы соким уровнем малоотходности и конкурен-тоспособной продукции традиционны х видов; 4. Создание малоотходны х технологий, ориентированны х на вы пуск продукции нового качества, имею щей длительны й жизненны й цикл за счет уникальны х потребительских свойств; 5. «Замы кание» в технологическом цикле материальны х вы бросов, сбросов, отходов, вторичны х энергоресурсов; Тенденции развития промы шленности в России 1. Резкое сокращение месторождений качественного сы рья и необходимость переработки некондиционны х горны х пород; 2. Ужесточение требований к расходованию невозобновляемы х источников энергии (уголь, нефть, газ) требует приоритетного развития технологий, не связанны х со значительны м расходом традиционны х видов топлива, но вы нуждаю щих переходить на возобновляемы е источники энергии; 3. Резкое возрастание требований к качеству сы рья, обусловлен-ное разработкой технологий получения продукции вы сокого качества; 4. Широкая переработка отходов промы шленности и теплоэнергетики; 5. Увеличение использования в промы шленности импортируемы х сы рья и топлива. Перспективы развития отечественной промы шленности 1. Сбалансированное сочетание крупны х производств с минизаводами, реализую щими новы е технологии производства продукции вы сокого качества с минимальны м расходом ресурсов; 2. Существенное увеличение переработки вторичны х материальны х и энергетических ресурсов для производства основной и дополнительной продукции и полуфабрикатов; 3. Капитальная реконструкция традиционны х производств, имею щих перспективу, с их оснащением системами очистки вы бросов и сбросов, технологиями обращения с отходами, средствами информационного обеспечения и управления процессами и производством; 4. Расширение внедрения энерго- и ресурсосберегаю щих технологий для перехода к экологически чисты м производствам. Разработка и анализ материальны х и энергетических балансов Для оценки совершенства производственны х процессов целесо-образно использовать балансовы е методы , основанны е на сос-тавлении и анализе материальны х, энергетических и стоимостны х балансов. Подобны е методы широко использую тся при проекти-ровании различны х технологий или их совершенствовании. Составление материальны х и энергетических балансов и их последую щий анализ при внедрении химической технологии направлено: - на определение эффективности производства; - улучшение природопользования и ресурсосбережения; - достижение вы сокого качества продукции и безопасности труда. С помощью балансов, использую щих достоверную информацию , определяю т расход сы рьевы х материалов, воды , топлива и электроэнергии, вы ход продукции, количество вы бросов в атмос-феру и сбросов сточны х вод, объ емы Последовательность составления материальны х и энергетических балансов 1. Разработка структурной схемы предприятия, технологии или операции; 2. Определение размерности. Балансы составляются на единицу вы пускаемой продукции (т, кг, м³), единицу времени − час, сутки, год, цикл производства продукции. Обы чно, чем больше период времени, тем в меньшей степени проявляю тся погрешности при составлении балансов; 3. Сбор исходной информации: вид, количество и состав продукции, сы рьевы х ресурсов и топлива, расход электроэнергии, возможность использования техногенны х отходов и оборотной воды с учетом их предварительной подготовки; 4. Определение видов, количества и состава газообразны х вы бросов и сточны х вод; 5. Составление и анализ материального баланса (табл.). Число статей приходной и расходной части, зависит от особенностей производства, технологии, числа операций, количества компонентов и других ресурсов (воды , сжатого воздуха и др.), участвую щих в технологических операциях, от разнообразия получаемой продукции и видов образую щихся отходов. Результаты расчета материального баланса № Статьи прихода 1 2 3 4 m Сырье 1 Сырье 2 Материалы 1 Материалы 2 Итого: Ед. изм. % 100 № Статьи расхода 1 2 3 4 N Продукция 1 Продукция 2 Отходы Сточные воды Величина расхождения Итого: Ед. изм. % + − 100 Разработка и анализ энергетического баланса При вы соком расходе топлива или электроэнергии составляется и анализируется тепловой или энергетический балансы . Энергетический баланс базируется на законе сохранения энергии. Расход энергии определяется в Дж/кг или Дж/м³. Сумма всех видов энергии, подведенны х на производство, всегда равна сумме энергии, использованной на получение продукции: Qхим + Qэл + Qт + Qв + Qм + Qэкз = Q1 + Qэнд + Qотх + Qпот + ΔQм, где Qхим − химическое тепло, получаемое в результате сжигания топлива; Qэл − тепло, получаемое в результате подведения к процессу электрической, механической и др. энергии; Qт − физическое тепло топлива; Qв − физическое тепло воздуха; Qм − физическое тепло сы рьевы х материалов и полуфабрикатов, участвую щих в процессах создания продукции; Qэкз − тепло экзотермических реакций взаимодействия сы рьевы х материалов; Q1 − физическое тепло полученной продукции; Qэнд − тепло эндотермических реакций взаимодействия сы рьевы х материалов; Qотх − физическое тепло отходов всех видов; Qпот − потери энергии в окружаю щую среду; ΔQм − расхождение баланса между приходом и расходом. Результаты расчета энергетического баланса № Статьи прихода Масса, т Энергия, Мвт∙ч № Статьи расхода 1 Топливо 1 Продукция 1 2 Сы рье 1 2 Отходы 3 Сточны е воды 3 Полуфабрикаты 4 Электроэнергия 4 Вода 5 Тепловая энергия Величина расхождения m N Итого: Итого: Масса, т Энергия, Мвт∙ч + − Особенности стоимостного баланса Аналогично схеме построения материального баланса может бы ть построен стоимостной баланс производства или технологической операции, которы й предполагает учет затрат на сы рье и материалы , амортизацию оборудования, заработную плату, энергию , другие переменны е и постоянны е издержки производства, а также доходы от реализации основной и попутной продукции, некоторы х отходов. Рентабельное производство должно приносить прибы ль, необходимую для успешного развития. Для этого доход, полученны й от продажи продукции и некоторы х отходов, должен покры вать все затраты , связанны е с производством продукции. Анализ стоимостного баланса позволяет не только качественно и количественно характеризовать производственны й процесс, но и установить самы е эффективны е мероприятия по снижению потребления сы рья и энергии, образования отходов, уменьшения расходов денежны х средств и обеспечивая получение макси-мальной прибы ли. Мероприятия по обеспечению эффективности производства Подразделяю тся на: 1. Безинвестиционны е – срок окупаемости 1-3 года. 2. Инвестиционны е - требую т небольших или существенны х внешних инвестиций, срок окупаемости 3-5 лет. Инвестиционны е мероприятия направлены в основном на: - модернизацию и внедрение наиболее эффективного оборудования и систем управления технологическими процессами; - оптимизацию использования сы рья и условий протекания процессов; - рециркуляцию и вторичное использование сы рья, внедрение оборотной системы водоснабжения и др. Экономический эффект определяется разницей в текущих затратах предприятия до и после внедрения мероприятий. Экологический эффект оценивается величиной снижения вы бросов, сбросов, образования тверды х отходов, экономии сы рья и материалов. Наилучшие доступны е технологии В соответствии с распоряжением Правительства РФ №2178-р от 31.10.2014 г. в 2015-2017 гг. должны бы ть разработаны отраслевы е справочники наилучших доступны х технологий (НДТ) в количестве 47 штук. По окончании 2015 г. в работе находятся 10 справочников, из них 3 на стадии общественны х обсуждений. Наилучшая доступная технология – технология производства продукции (товаров), вы полнения работ, оказания услуг, определяемая на основе современны х достижений науки и техники и наилучшего сочетания критериев достижения охраны окружаю щей среды при условии наличия технической возможности ее применения. Информационно-технический справочник по НДТ – разрабаты вается в результате анализа технологических, технических и управленческих решений для конкретной области применения и содержит описание применяемы х в настоящее время и перспективны х технологических процессов, технических способов, методов предотвращения и сокращения негативного воздействия на окружаю щую среду, из числа которы х вы делены решения, признанны е наилучшими доступны ми технологиями для данной области, вклю чая соответствую щие параметры экологической результативности, ресурсо- и энергоэффективности, а также экономические показатели. Справочник НДТ разрабаты вается с учетом имею щихся в России технологий, оборудования, сы рья, других ресурсов, а также с учетом климатических, экономических и социальны х особенностей. При их разработке могут использоваться международны е информационно-технические справочники по НДТ. Справочник НДТ содержат следующие сведения: - указание о конкретном виде хозяйственной и (или) иной деятельности (отрасли, части отрасли, производства); - описание основны х экологических проблем, характерны х для конкретного вида хозяйственной и (или) иной деятельности; - методология определения НДТ; - описание НДТ для конкретного вида хозяйственной деятельности, в том числе перечень основного технологического оборудования; - технологические показатели НДТ; - методы , применяемы е при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружаю щую среду и не требующие технического переоснащения, реконструкции объекта, оказы ваю щего негативное воздействие на окружающую среду; - оценка преимуществ внедрения НДТ для окружающей среды ; - данны е об ограничении применения НДТ; - экономические показатели, характеризующие НДТ; - сведения о новейших НДТ, в отношении которы х проводятся научно-исследовательские и опы тно-конструкторские работы или осуществляется их опы тно-промы шленное внедрение; - ины е сведения, имеющие значение для практического применения наилучшей доступной технологии. Правовы е основы обращения с отходами В России действует Федеральны й закон «Об отходах производства и потребления», подписанны й Президентом 24 ию ня 1998 г. Аналогичны й закон принят в Свердловской, Челябинской и других областях Урала в течение 1999 г., учиты ваю щий особенности регионов. В Законе определены правовы е основы обращения с отходами производства и потребления в целях предотвращения вредного их воздействия на здоровье человека и окружаю щую природную среду, а также вовлечения этих отходов в хозяйственны й оборот в качестве дополнительны х источников сы рья. В указанны х законодательны х актах определены основны е понятия, относящиеся к области хозяйственной деятельности человека, связанной с образованием отходов и дальнейшим обращением с ними. Учиты вая большое методическое значение правильной терминологии приведем основны е термины , связанны е с обращением отходов: Обращение с отходами − деятельность, в процессе которой образую тся отходы , а также деятельность по сбору, использова-нию , обезвреживанию , транспортированию , размещению отходов; Сбор отходов − удаление отходов из мест образования и накопление с целью последую щего их использования; Размещение отходов − хранение и захоронение отходов; Хранение отходов − содержание отходов в объ ектах размещения отходов в целях их последую щего захоронения, обезвреживания и использования; Переработка отходов − механическое, физико-химическое, термическое или биологическое преобразование отходов в полезны е составляю щие, пригодны е для повторного использования; Использование отходов − применение отходов для производства товаров (продукции), вы полнения работ, оказания услуг или для получения электроэнергии; Обезвреживание отходов − обработка отходов, в том числе их сжигание и обезвреживание на специализированны х установках, в целях предотвращения вредного воздействия их на здоровье человека и окружаю щую природную среду; Обьект размещения отходов − специально оборудованное сооружение, предназначенное для размещения отходов (полигон, шламохранилище, хвостохранилище, отвал горны х пород или золошлаков и др.); Захоронение отходов − изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию , в специальны х хранилищах в целях предотвращения попадания вредны х веществ в окружаю щую природную среду. Лимит на размещение отходов − предельно допустимое количество отхо­д ов конкретного вида, которы е разрешается размещать определенны м способом на установленны й срок в объ ектах размещения отходов с учетом экологической обстановки на данной территории; Норматив образования отходов − установленное количество отходов конкретного вида при производстве единицы продукции. Основны е принципы государственной политики в области обращения с отходами 1. Охрана здоровья человека, поддержание или восстановление благоприятного состояния окружаю щей природной среды и сохранение биологического равновесия; 2. Научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов общества в целях обеспечения устойчивого его развития; 3. Использование новейших научно-технических достижений для реализации мало- и безотходны х технологий; 4. Комплексная переработка материально-сы рьевы х ресурсов, направленная на уменьшение количества отходов; 5. Использование методов экономического регулирования деятельности в области обращения с отходами с целью уменьшения их количества и вовлечения в хозяйственны й оборот. Законом «Об отходах производства и потребления» определены права собственности на отходы , которы е принадлежат собственнику (физическому или ю ридическому лицу) сы рья, материалов, полуфабрикатов, ины х изделий или продуктов, а также товаров (продукции), в результате использования которы х эти отходы образовались. Разрешается приобретать права собственности на отходы другими лицами. При проектировании, строительстве, реконструкции, консервации и ликвидации предприятия, зданий, сооружений и ины х объ ектов, в процессе эксплуатации которы х образую тся отходы , требуется соблю дение экологических, санитарны х и ины х требований, установленны х законодательством РФ в области охраны окружаю щей природной среды и здоровья человека. Вся эта деятельность разрешается при наличии положительного заклю чения государственной экологической экспертизы .  Ведется также учет образовавшихся, использованны х, обезвреженны х и размещенны х отходов, установлены порядок, форма и сроки отчетности перед специально уполномоченны м федеральны м органом исполнительной власти. В целом в РФ ведется государственны й кадастр отходов, которы й включает в себя федеральны й классификационны й каталог отходов, государственны й реестр объ ектов размещения отходов, а также банк данны х об отходах различны х видов и о технологиях их использования и обезвреживания. Классы опасности отходов В зависимости от величины ПДК в рабочей зоне и других показателей токсичного действия на человека и атмосферу все хими-ческие соединения, в том числе и промы шленны е отходы , разделены на 5 классов опасности: - первы й класс − чрезвы чайно опасны е; - второй − вы сокоопасны е; - третий − умеренно опасны е; - четверты й − малоопасны е вещества; - пяты й − не опасны е. Определение класса опасности индивидуального вещества и их смесей имеет большое практическое значение и позволяет: - наладить дифференциальны й учет всех искусственны х материалов, промы шленны х отходов и вы бросов, обращая особое внимание на отходы 1 и 2 классов; - обеспечить раздельное тарирование, транспортирование и хранение тверды х и жидких токсичны х продуктов различны х классов на свалках, полигонах и отвалах; - установить возможность использования отходов в химической технологии (получение технических и строительны х материалов). Только отходы 4 и 5 классов опасности разрешено размещать на свалках бы товы х отходов или применять в производстве продукции. Наиболее опасны ми являю тся химические, а не биологические загрязнители. В экономике использую т около 2 млн. химических веществ, в том числе 50-80 ты с. созданны х человеком и не имею щих аналогов в природе. Около 200 загрязнителей являю тся чрезвы чайно опасны ми: соединения азота и серы , галогены , оксиды углерода и кадмия, свинец, ртуть, некоторы е соли никеля и меди и др. Их ПДК в атмосферном воздухе в зависимости от состава вещества изменяется от 0,0002 до 0,2 мг/м³. Разрабаты ваю тся федеральны е и региональны е целевы е программы , в которы х намечены меры по уменьшению количества отходов, их использованию , обезвреживанию и размещению с учетом состояния окружаю щей природной среды и уровня социально-экономического развития территорий.  Плата за размещение отходов устанавливается по дифференцированны м ставкам с учетом экологической обстановки на соответствую щих территориях и на основании базовы х нормативов, определяемы х Правительством РФ. Экономическое стимулирование осуществляется посредством понижения размера оплаты за размещение отходов тем производителям, которы е внедряю т технологии, обеспечиваю щие уменьшение их количества. Возможно также для них применение ускоренной амортизации основны х производственны х фондов. Причины , сдерживаю щие широкое использование отходов и попутны х продуктов: - во-первы х, недостаточная изученность состава, свойств и технологий утилизации и переработки промы шленны х отходов в полезную продукцию; - во-вторы х, предприятия, производящие и накапливающие отходы , не занимаются их утилизацией, так как их производство продукции не приспособлено для переработки отходов, они не имеют соответствующих квалифицированны х кадров, специальны х зданий и оборудования, не созданы условия для обеспечения качества продукции из техногенного сы рья и ее реализации; - - в-третьих, мощны е предприятия стройиндустрии, работаю щие на природном сы рье, не использую т промы шленны е отходы , так как это требует серьезны х изменений в технологии, дополнительны х затрат на проведение исследовательских и опы тно-конструкторских работ, приобретение дополнительного оборудования и др.; - в-четверты х, организация и инвестирование нового производства на основе отходов сдерживается вы сокими процентами кредитования, медленной окупаемостью затрат, не изученностью ры нка на продукцию из нетрадиционного сы рья. Рациональное водопотребление на предприятии Вода является наиболее распространенны м и самы м необходимы м веществом для жизни на Земле. Она составляет всю гидросферу, входит в состав минералов и горны х пород, тканей растений и животны х, присутствует в почве и атмосфере. Гидросфера − преры вистая водная оболочка земного шара, расположенная на поверхности и в толще земной коры , представ-ляю щая собой совокупность океанов, морей и водны х объ ектов суши (рек, озер, болот, подземны х вод) и вклю чаю щая скопление воды в твердой фазе (ледники). Вода является одним из важнейших элементов, необходимы х для существования всего живого на Земле. Без воды немы слима хозяйственная и производственная деятельность лю дей. Общие запасы воды на нашей планете составляю т приблизительно 1400 млн. км³. На долю морской воды приходится 97,3 % этого объ ема, а на долю пресной воды − 2,7 %. Запасы пресной воды вклю чаю т, %: -вода ледников и глетчеров − 77,2; -подземны е и грунтовы е воды − 22,4 (при этом две трети всех подземны х вод находится на глубинах, превы шаю щих 750 м); -озерная и болотная вода − 0,35; -атмосферны е осадки − 0,04 %; -вода рек и ручьев − 0,01 %. Из этих запасов на долю воды , пригодной для использования (из рек, ручьев, озер и частично под- земны х вод), приходится лишь небольшая часть, равная 39 ты с. км³. Население земного шара ежегодно потребляет около 600 км³ пресной воды или 1,5 % речного стока. Одновременно в водоемы и подземны е пустоты сбрасы вается примерно 450 км³ производственны х и бы товы х сточны х вод, для разбавления которы х необходимо около 6000 км³ чистой воды (т.е. 15 % речного стока), чтобы достичь в ней безопасны х концентраций вредны х веществ. Поскольку запасы пресной воды распределены на Земле крайне неравномерно и также неравномерно развиты в промы шленном и сельскохозяйственном отношении отдельны е регионы нашей планеты , то уже в настоящее время многие районы и целы е страны испы ты ваю т остры й недостаток в пресной воде. Вода используется человеком в хозяйственной и производственной деятельности. Самы ми крупны ми водопотребителями в нашей стране являю тся: - сельское хозяйство; - промы шленность; - энергетика; - коммунальное хозяйство городов. Для того, чтобы вы растить одну тонну пшеницы требуется за вегетативны й период 1,5, риса − более 7, хлопка − около 1 ты с. т воды . Для промы шленности вода является столь же необходимы м веществом, как уголь, медь, железо и другие природны е ресурсы . Для вы плавки 1 т чугуна и перевода ее в сталь и прокат расходу-ется около 300 м³ воды ; 1 т никеля - 4000 м³, синтетического каучука − до 2100 м³. Одна теплоэлектростанция мощностью в 300 ты с. кВт расходует более 300 млн. м³ в год. Исклю чительно боль-шие водны е ресурсы требую тся для развития гидроэнергетики и ры бного хозяйства. Вода в технологических процессах В промы шленности вода служит в качестве: 1. Химический реагент . Применение воды в качестве химического реагента довольно широко используется в производстве цементны х, гипсовы х, известковы х материалов, изделий и конструкций сборного и монолитного бетона и железобетона, асбестоцементны х изделий, теплоизоляционны х и акустических материалов. Использую т чистую питьевую воду или воду пресны х природны х водоемов, которая удовлетворяет следую щим требованиям: водородны й показатель pH должен бы ть не менее 4, суммарное содержание всех солей не должно превы шать 5 г/л, а содержание сульфатов не более 2,7 г/л. 2. Средство для поддержания определенны х технологических параметров. Свойство воды образовы вать с тонкодисперсны ми материалами пластичны е смеси широко используется при формовании изделий технической и строительной керамики, при изготовлении бетонны х смесей, кладочны х и отделочны х растворов, асбестоцементны х и теплоизоляционны х изделий. Мокры й способ производства предполагает тонкое измельчение и смешивание исходны х материалов в водной среде, сы рьевая смесь получается в виде жидкотекучей массы – сы рьевого шлама (шликера) с большим содержанием воды (35-50 %). Во многих производствах для поддержания определенной температуры в качестве теплоносителя чаще всего используется вода, которая также применяется в системах водяного охлаждения. Свойство воды растворять различны е газообразны е соединения используется не только в технологии основны х производств, но и в системах очистки газов. Из всех известны х жидких поглотителей термин «универсальны й» больше всего можно отнести к воде и ее растворам. Применение цемента и различны х вяжущих материалов основано на их способности образовы вать с водой весьма прочны е гидратны е соединения. Электролизом водны х растворов можно получить различны е продукты , в частности, широко используемы е в экономике хлор и каустик. Большинство химических реакций протекает в водны х растворах, суспензиях или эмульсиях. При растворении в воде вещества переходят в форму, облегчаю щую их дальнейшее взаимодейст-вие с другими веществами. Многие соединения, достаточно инертны друг к другу в обы чны х условиях, при растворении в воде или в ее растворах энергично взаимодействую т между собой. 3. Компонент энергетических систем. Вода является наиболее распространенны м в природе теплоносителем для поддержания определенной температуры в технологических системах, при этом она применяется в жидком или парообразном состоянии. Современны е энергетические системы – атомны е, гидро- и теплоэлектростанции – немы слимы без использования воды . Ее расход для крупной ТЭС исчисляется сотнями ты сяч кубических метров в сутки. 4. Средство для транспортирования сы рья, продукции и промы шлен-ного сы рья. Вода широко применяется для транспортирования сы рья, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов. Практически все процессы переработки минерального сы рья связаны с водой − обогащение, растворение, химические превращения, удаление отходов. Примером гидроудаления отходов являю тся замкнуты е контуры для транспортирования в отвалы фосфогипса, золы , огарков и т.д. Огромное количество воды в ряде отраслей промы шленности расходуется на обогащение сы рья, отмы вку продукции от примесей, например, в целлю лозно-бумажной и деревообрабаты ваю щей промы шленности, в производстве искусственны х волокон и др. 5. Среда, в которой протекаю т те или ины е химические реакций. 6. Промы вка оборудования и уборка производственны х помещений. Пройдя тот или иной производственны й, хозяйственны й или бы товой цикл, исходная вода претерпевает различны е изменения. Часть воды потребляется безвозвратно, другая часть возвращается в окружаю щую среду в виде пара, значительны е объ емы загрязненной различны ми примесями воды образую т промы шленны е стоки. Анализ сточны х вод, образую щихся на современны х предприятиях, показал, что в сбрасы ваемы х в водоемы водах содержатся в основном продукты , которы е не относятся к категории сильно токсичны х: хлориды , сульфаты , нитраты и фосфаты натрия, калия, кальция, аммония, магния, железа, меди, органические продукты , взвешенны е вещества, нефтепродукты , масла, отходы древесины , зола, отходы рудообогащения и т.д. Однако от ряда производств, таких, как производство минеральны х удобрений, полимерны х материалов, химических волокон, красителей, коксохимическое производство, предприятия черной и цветной металлургии, целлю лозно-бумажны е предприятия, энергетические предприятия и др., в водоемы вместе со стоками поступаю т соединения ртути, фтора, мы шьяка, селена, кадмия, а также кислоты , щелочи, фенолы , метанол и другие вещества, содержание которы х в воде водоемов строго лимитировано. Генеральное направление отечественной промы шленности – сокращение потребления воды и уменьшение загрязнения водоемов через создание технологических производств, цехов, предприятий и целы х промы шленны х комплексов, в которы х осуществляется многократное использование воды без какихлибо вы бросов загрязненны х стоков в водоемы , а добавление исходной воды связано только с необходимы ми технологическими переделами и естественны ми потерями. Способы рационального водопотребления: 1. Разработка новы х технологических процессов, характеризую щихся значительны м сокращением потребления исходной воды и образование загрязненны х стоков либо полны м исклю чением воды из техно-логических операций. 2. Локальная обработка сточны х вод от отдельны х узлов производств с утилизацией ценны х компонентов и подготовкой воды для повторного использования. 3. Организация систем оборотного водоснабжения, вклю чаю щая использование паводковы х вод и атмосферны х осадков, отводимы х с территории предприятия. Данны е способы должны внедрятся с учетом технологических особенностей предприятий и образую щихся производственны х отходов, а также имею щихся источников исходной воды и ее качества, наличия других источников загрязнения и возможны х потребителей отходов, а также особенностей промы шленного региона в целом. С учетом развития науки и техники повторное использование воды в различны х отраслях экономики может составить 92-98 %. Дальнейшее водопотребление будет определяться совершенствованием технологии в направлении еще большего сокращения удельного потребления воды на единицу производимой продукции, обезвреживания и повторного использования слабоминерализованны х сточны х вод. Основны е источники загрязнения воды Источник загрязнения - источник, вносящий в поверхностны е или подземны е воды загрязняю щие воду вещества, микроорганизмы или тепло, назы вается. Загрязняю щее вещество - вещество, вы зы ваю щее нарушение норм качества воды . Источники загрязнения водоемов многочисленны и весьма разнообразны . Основной причиной загрязнения водны х бассейнов является сброс в водоемы неочищенны х или недостаточно очищенны х сточны х вод промы шленны ми предприятиями, коммунальны м и сельским хозяйством. Подсчитано, например, что если город потребляет в день 600 ты с. м³ воды , то он дает около 500 ты с. м³ сточны х вод. Сточны е воды − это воды , отводимы е после использования в бы то-вой и производственной деятельности человека. Загрязнения, поступаю щие в сточны е воды , можно классифицировать по различны м признакам. Наибольшее признание получила классификация загрязняю щих примесей воды от фазоводисперсного состояния. Сущность данной классификации состоит в том, что все примеси воды разделяю тся на четы ре группы , которы е образую т с водой гетерогенны е или гомогенны е системы . Гетерогенны е системы связаны с содержанием в воде взвесей или коллоидны х веществ. Фазовая гетерогенность является результатом того, что частицы , состоящие из большого числа атомов или молекул, в зависимости от их химического строения и взаимодействия со средой, образую т структуры , у которы х наблю дается раздел поверхности с водой. Гомогенны е системы связаны с содержанием в воде веществ, об-разую щих с ней межмолекулярны е и ионны е растворы . Образо-вание гомогенны х систем определяется особы м свойством воды как растворителя. Первая группа веществ, загрязняю щих воду ‒ грубодисперсны е примеси, образую щие с водой суспензии, эмульсии, а также планктон и патогенная микрофлора, находящиеся в воде во взвешенном состоянии, их частицы имею т размер 0,01-0,0001 мм. Попадаю т данны е вещества в водоемы в результате размы вания окружаю щих пород, смы ва почв, со сточны ми водами, и чаще всего это частицы глины , песка, ила, почвы , эмульсии минеральны х масел, нефтепродукты . На поверхности таких частиц могут сорбироваться патогенны е микроорганизмы , вирусы , радиоактивны е вещества. Примеси II группы имею т частицы размером 0,0001-0,00001 мм и представляю т собой гидрофильны е и гидрофобны е коллоидны е частицы почв, грунтов, гуминовы е и ины е кислоты , которы е вы мы ваю тся из лесны х, торфянисты х и болотисты х почв, вы сокомолекулярны е вещества естественного происхождения, а также попадаю щие в водоемы со сточны ми водами. К третьей группе веществ относятся растворенны е в воде газы , органические и минеральны е вещества, размер частиц которы х 0,00001-0,000001 мм. Примеси этой группы могут вступать во взаимодействие как друг с другом, так и с водой. Четвертую группу примесей составляю т вещества, диссоцирую щие в воде на ионы с размером частиц менее 0,000001 мм. Вещества этой группы представляю т собой электролиты . По своему происхождению загрязнения могут бы ть: -минеральны ми; -органическими; -бактериальны ми. К минеральны м загрязнениям относят песок, землю , глину, минеральны е соли, кислоты , щелочи, ионы металлов и др. В состав органических загрязнений входят вещества растительного и животного происхождения. К растительны м относят кору древесины , остатки целлю лозы , бумагу, растительны е масла, сахара, лигнин и др. Основны м химическим элементом этих веществ является углерод. К бактериальны м загрязнениям относят живы е микроорганизмы − возбудители желудочно-кишечны х, кожны х туберкулезны х заболеваний. Классификация сточны х вод Сточны е воды промы шленны х предприятий условно можно классифицировать на следую щие группы : - сильно загрязненны е (концентрированны е стоки) - относятся воды , в которы х концентрация загрязнителей значительно превы шает ПДК. В этих случаях чаще всего применяю т химические методы очистки; - слабо загрязненны е (разбавленны е стоки) - сточны е воды , где загрязняю щее вещество содержится в незначительной концентрации; - условно-чисты е воды - относятся такие, которы е использовались в технологическом процессе и не имею т никаких загрязнений; - промы шленны е сточны е воды , подлежащие биохимической очистке , - стоки, загрязненны е отходами стройиндустрии (растворители, щелочи, кислоты , соли, органических и неорганических кислот, альдегиды , кетоны и т.д.). Концентрация их позволяет без предварительной химической очистки направлятьпрямо на биологические очистны е сооружения; - кубовы е остатки, маточны е растворы , образуемы е в основном при производстве полимерны х материалов, очистке не подле-жат, так как очень они концентрированы . Они подлежат утили-зации; - оборотны е или повторно используемы е воды - находятся в непреры вном замкнутом цикле водооборотной системы и не сбрасы ваю тся в водоем или канализацию ; - бы товы е и хозяйственно-технические вода - вклю чаю т в себя стоки санитарны х узлов, душевы х, столовы х и т.п. Они направляю тся на биохимическую очистку и могут бы ть объ единены с промы шленны ми сточны ми водами, подлежащими биохимической очистке. Общие положения проектирования систем водоснабжения и водоотведения предприятия Вода на заводах по производству различны х строительны х и технических материалов используется : - для технологических целей; - хозяйственно-бы товы х нужд; -пожаротушения; -полива территории. В зависимости от назначения подаваемой воды системы водоснабжения делятся на производственны е и хозяйственнопитьевы е (или хозяйственно-противопожарны е). Производственная вода расходуется, например, на затворение сы рьевы х смесей, бетонны х и растворны х смесей, приготовление шликера, технологическую обработку изделий, промы вку технологического оборудования, охлаждение компрессоров, полив изделий на складе готовой продукции, территории и зелены х насаждений. При проектировании системы производственного водоснабжения предприятий в настоящее время принимается оборотной. При этом следует предусматривать необходимую очистку, обработку и повторное использование сточной воды (без вы пуска в водоем). Для подачи воды на хозяйственно-питьевы е нужды работников предприятия и на тушение пожаров проектируется отдельны й хозяйственно-питьевой водопровод. Наиболее сильно загрязняю т водоемы сточны е воды предприятий по производству полимерны х строительны х материалов, асфальтобетона, лакокрасочны х материалов, стеклопластиков, бумагопластов. Особенно следует вы делить сбросовы е воды , содержащие фенолы , стирол, и др. вы сокотоксичны е продукты , не поддаю щиеся процессам бактериального разрушения. Направления защиты водного бассейна 1. Воду необходимо подразделить на хозяйственно-питьевую и технологическую (для затворения смесей и глиняного теста, приготовления пульпы , изготовления органоволокнисты х изделий, мойки оборудования, автомашин и др.). При этом следует создавать двойную систему распределения и очистки воды : первая − только для питья пищи; вторая − для технических нужд; 2. Использовать оборотную технологическую воду, особенно при производстве материалов, изделий и конструкций, технология которы х основана на значительном расходовании воды (железобетонны х изделий с применением пропаривания и автоклавирования, силикатны х, органоволокнисты х и др.); 3. Внедрять мероприятия, направленны е на сокращение расхода воды (герметизация пропарочны х камер и др.), ее загрязненности; 4. Использовать в технологическом процессе (при производстве керамики, бетонны х и железобетонны х изделий, минеральны х вяжущих, теплоизоляционны х материалов) воду, откачиваю щую ся из шахт, а также морскую ; 5. Внедрять в технологический процесс производства материалов и изделий безводны е технологические процессы (полусухие и сухие способы помола, формования, твердения и др.). Проектирование системы очистки сточны х вод Количество и степень загрязнения производственны х сточны х вод зависят от вида вы рабаты ваемой продукции, мощности предприятия, совершенства технологического процесса и вы бранной схемы производства, а также от вида и типа применяемого оборудования. Вы бор метода очистки сточны х вод зависит от фазово-дисперсного состояния примесей, загрязняю щих воду. Вы бор схемы очистки определяется рядом факторов, вклю чаю щих показатели очищаемого стока, возможность утилизации примесей и повторного использования воды для производственны х нужд, состояние водоема и качество воды в нем и т.д. В каждом конкретном случае принятая схема очистки должна обеспечивать требования к качеству очищенной воды в зависимости от её дальнейшего использования. Сточны е воды с механическими и нефтяны ми загрязнениями от цехов и дождевы е воды с промы шленной площадки обы чно самотеком поступаю т в приемны й резервуар насосной станции перекачки для регулирования их расхода. Подача сточны х вод на очистны е сооружения производится насосами по напорному Очистка сточны х вод проектируется в три ступени: - задерживание крупны х взвесей на песколовках; - отстаивание мелких взвесей и улавливание масел в отстойниках-нефтеловушках; - частичное осветление воды в фильтрах. Сточны е воды после локальной очистки могут содержать до 100 мг/л взвешенны х минеральны х частиц, до 10 мг/л поверхностноактивны х веществ и нефтепродуктов, до 600 мг/л сульфатов в пересчете на SO3 и иметь водородны й показатель рН не менее 4. После очистки до требуемой степени осветленны е сточны е воды по напорному режиму подаю тся обратно в цех на повторное использование, а осветленны е дождевы е воды самотеком сбрасы ваю тся в водоем. Обработанны е бы товы е сточны е воды (из душевы х, санузлов, столовой, питьевы х фонтанчиков и других мест) отводятся в городскую хозяйственно-фекальную канализацию и совместно с хозяйственно-фекальны ми городскими стоками подаю тся на городские канализационны е сооружения. Важнейшая задача технологического процесса производсьва строительны х и технических материалов и изделий − сокращение водопотребления, которое в конечном счете позволит перейти на безотходное производство без сброса технических сточны х вод в водоемы . В настоящее время не существует универсальной бессточной схемы , пригодной для использования в различны х отраслях народного хозяйства. Реализация водооборотной схемы зависит от технологии очистки использованной воды . Существую щие методы обеспечиваю т в ряде случаев очистку стоков на 95-96%, однако этого часто недостаточно. Повы шение степени очистки до 99 % резко удорожает стоимость этого процесса. Многие сточны е воды сложно очистить до санитарны х норм. Наиболее эффективно очищение сточны х вод до степени, позволяю щей использовать их в замкнутой водооборотной системе. Внедрение замкнуты х систем приведет к полному исклю чению попадания загрязнений со сточны ми водами в окружаю щую среду и практически полному прекращению потребления свежей воды на технические нужды . Для восполнения безвозвратны х потерь будут использоваться очищенны е ливневы е, дренажны е и хозяйственно-бы товы е сточны е воды . Очистны е сооружения Существую т три основны х типа очистны х сооружений: 1. Локальны е – предназначены для очистки сточны х вод с извлечением ценны х компонентов непосредственно после вы хода воды из технологических установок или из цехов. На локальны х установках очищаю тся сточны е воды конкретны х технологических узлов. Как правило, очистка от конкретны х примесей на локальны х установках осуществляется проще, дешевле и эффективнее, чем из их смесей, при этом проще улавливать и регенерировать индивидуальны е вещества и возвращать их в процесс. 2. Заводские - многие крупны е предприятия располагаю т собственны ми очистны ми станциями, наиболее совершенны е из которы х вклю чаю т в себя сооружения механической, физико-химической и биологической очистки. 3. Районны е или городские очистны е сооружения предназначены для очистки бы товы х и производственны х сточны х вод района. При совместной очистке к производственны м стокам предъ является ряд требований по содержанию взвешенны х и всплы ваю щих веществ, продуктов, способны х разрушать или засорять комму-никации, взры воопасны х и горю чих веществ и по Методы обработки и утилизации жидких и пастообразны х отходов Способы обработки и утилизации производственны х жидких отходов, вклю чая и пастообразны е: - биологическое окисление; - физико-химическая очистка; - складирование в поверхностны х хранилищах; - захоронение в глубинны е горизонты и подземны е пустоты естественного и искусственного происхождения; - сброс в глубинны е части морей и океанов; - термическая обработка; - захоронение отходов в наземны х герметических резервуарах. Многотоннажны е жидкие, пастообразны е и тверды е отходы , такие, как дистиллерная жидкость, фосфогипс, отходы обогащения и др., не относящиеся к категории сильнотоксичны х, в настоящее время. Как правило, складирую т в поверхностны х хранилищах. Этот метод является вы нужденны м и экономически неоправданны м, поскольку с ним связано отчуждение больших пространств земли и загрязнение поверхностны х и подземны х вод, и его нельзя рекомендовать для широкого внедрения. При захоронении токсичны х веществ, в том числе жидких и пастообразны х, в поверхностны е слои земли (шурфы , траншеи) отходы предварительно проходят стабилизацию , которая заклю чается в их фиксации различны ми связую щими или цементирую щими веществами (стеклом, цементны ми раство-рами, битумом). Этот способ используется для захоронения, например, радиоактивны х отходов и различны х сильно ток-сичны х веществ (соединений ртути, мы шьяка, цианидов и др.). До недавнего времени применяли закачивание жидких и пастообразны х отходов в глубинны е горизонты и подземны е пустоты естественного и искусственного происхождения. Для этой цели использую тся отработанны е вы работки различны х рудников или шахт, пройденны е, как правило, в плотны е устойчивы х породах (глины , гипсы , каменная соль, глинисты е сланцы и т.д.), а также специально сооружаемы е хранилища. Способы разработки подземны х пустот могут бы ть весьма разнообразны : - методом взры вов в пластичны х глинисты х породах; - горны м способом в устойчивы х породах; - вы щелачивания или размы вом в отложениях каменной соли и др. Однако, закачивание отходов в подземны е горизонты может привести к непредвиденному распространению загрязняю щих веществ под землей, поэтому применять этот метод следует лишь при гарантированном исклю чении нежелательны х последствий. Для некоторы х жидких и пастообразны х отходов, переработка которы х механическими, биологическими, физико-химическими, радиационны ми и другими методами не дает удовлетворительны х результатов, применяется «огневое» обезвреживание при температуре 850-980 о С и более. В современны х агрегатах огневого обезвреживания, наряду с разложением органических примесей до безвредны х веществ, созданы условия для извлечения ценны х минеральны х соединений, используемы х в дальнейшем как производственное сы рье. Основны ми недостатками этого метода являю тся большой расход топлива для полного окисления токсичны х веществ и необходимость очистки отходящих газов. Следует отметить, что при вы сокой концентрации горю чих примесей процесс огневого обезвреживания может бы ть практически с минимальны м расходом топлива лишь на предварительны й разогрев реактора. Топливно-энергетические ресурсы Энергетика – область хозяйства, охваты ваю щая энергетические ресурсы , вы работку, преобразование, передачу, сохранение и использование различны х видов энергии. Характерной чертой современного научно-технического прогресса является возрастаю щий спрос на все виды энергии. Энергопотребление мирового общества составляет около 1х10 13 Вт/год и основано в основном на невозобновимы х и исчерпаемы х запасов ископаемого топлива: угля, нефти, газа. Оно примерно в десять раз превы шает доступную для использования человеком мощность возобновимы х источников энергии – солнечную , ветровую , геотермальную , приливную , гидромощность рек, прирост древесины и др. Сжигание топлива и получение тепловой энергии используется также при вы работке электроэнергии. Доля энергетики на ископаемом топливе в общем топливноэнергетическом балансе Земли составляет 97,5 %. Однако исчерпаемость запасов такого топлива и значительны е проблемы при его добы че и сжигании, не позволяю т надеяться на долгую перспективу топливной энергетики.  Характеристика использования ископаемого топлива Вид топлива Потенциальны й Ежегодны й Перспективы , запас, млрд. т НЭ* расход лет 270 1250х109 м³ 30-50 Нефть 270-290 более 3000 млн. т примерно 30 Уголь 10125 5050 млн. т ** Природны й газ не менее чем на 100 Сланцы более 38 400 30-40 млн. т Малоперспективны *** НЭ − нефтяной нефт яной эквивалент ; ** − в т .ч. 3500 млн. т каменного и 1550 млн. т бурого угля; *** − использование малоперспективно, так как неравномерно распрост ранены и т рудно доступны (реальны е запасы всего 18 млрд. т ), имеют значительны е отходы и трудно устраняемы е вы бросы при сж игании. За последние три десятилетия существенно изменилась структура потребления угля в связи с вы теснением его нефтепродуктами и газом. Так сократилось потребление угля на железнодорожном, морском и речном транспорте, а также в жилищнобы товом секторе. Более 56 % потребления угля приходится на тепловую энергетику. При сжигании твердого топлива в атмосферу поступаю т летучая зола, сернисты й и серны й ангидриды , оксиды азота, соединения фтора, а также газообразны е продукты неполного сгорания топлива. Большие затраты требую тся для организации и эксплуатации ТЭС и систем золошлакоудаления и золоотвалов. При этом занимаю тся огромны е земельны е площади, загрязняю тся воздушны й бассейн и водоемы . Другим крупны м потребителем угля является коксохимическое производство и использование его как сы рья для получения синтетического, жидкого и газообразного топлива для химической промы шленности. Из вы сококачественны х видов топлива на первом месте находится нефть, на долю которой приходится 63 %. При сжигании жидкого топлива (бензина, мазута, солярки) с ды мовы ми газами в атмосферны й воздух поступаю т серны й и сернисты й ангидриды , оксиды азота, продукты неполного сгорания топлива. Жидкое топливо является более «экологичны м», так как в продуктах сгорания полностью отсутствует летучая зола и отпадаю т проблемы золоотвалов. Однако сжигать нефть, как говорил Д.И. Менделеев, все равно, что топить печь ассигнациями. Поэтому доля использования жидкого топлива в энергетике будет существенно снижаться. Оно необходимо в других отраслях: на транспорте, в химической промы шленности, в производстве пластмасс, смазочны х материалов и др. Использование природного газа повы шает производительность энергетических установок, снижает затраты на их обслуживание, резко улучшает экологическую обстановку. Затраты на его добы чу и транспортировку ниже, чем для тверды х видов топлива. Калорийность газа на 10 % вы ше мазута, в 1,5 раза вы ше угля и в 2,5 раза вы ше искусственного газа. Природны й газ отличается также вы сокой отдачей тепла при сжигании его в различны х тепловы х установках. Сжигание газа в печах требует точного регулирования температуры , дает мало отходов и ды ма, загрязняю щих атмосферны й воздух. Установлено, что если уровень загрязненности атмосферного воздуха при использовании угля принять за единицу, то сжигание мазута даст 0,6 этой величины , а использование природного газа снижает ее до 0,2. Обеспеченность лю бого государства, области, города, района электроэнергией является важнейшим показателем их экономических возможностей. Традиционно считается, что такая энергия должна вы рабаты ваться централизованно на мощны х электростанциях и объ единяться вы соковольтны ми сетями в едины е энергетические системы . Для промы шленности, требую щей концентрированной энергии, эта точка зрения верна. Однако не менее половины все электроэнергии и более половины всех энергетических мощностей приходится на рассеянны е и многочисленны е малы е предприятия, сельские районы и малы е города. Поэтому в ряде случаев целесообразно переходить на рассредоточенное получение мало концентрированной энергии из альтернативны х источников, не объ единенной энергосистемы . Направления развития энергетики Добы ча и использование топливны х ресурсов становятся более дорогими, а процессы сжигания топлива в промы шленном производстве и теплоэнергетике являю тся одной из главны х причин загрязнения окружаю щей среды . Поэтому в настоящее время в энергетике особо актуальны исследования по следую щим направлениям: - по поиску новы х источников тепловой и электрической энергии; - по экономии топлива и энергии; - по утилизации вторичны х энергетических ресурсов. Основны ми направлениями экономии топливно-энергетических ресурсов являю тся: - совершенствование технологических процессов сжигания топлива и вы работки энергии; - совершенствование теплового и энергетического оборудования; - улучшение качества потребляемы х топлива и энергии; - снижение прямы х потерь топлива и энергии; - структурны е изменения в энергопотребляю щих технологиях производства. В качестве примера показаны режимы работы котельной с избы тком и недостатком воздуха на горение топлива. -. с избытком воздуха с недостатком воздуха Максимальное значение коэффициента полезного действия достигается при оптимальном соотношении воздуха и топлива. При недостатке воздуха имеет место недожог топлива (черны й ды м), при избы тке воздуха возникаю т дополнительны е затра-ты на утилизацию тепла ды мовы х газов, объ ем которы х увели-чивается. Кроме того, меняю тся режимы горения в топке (цвет пламени) и теплообмена. Состояние энергопотребления Значительны е объ емы добы чи, переработки и сжигания нефти, газа, угля и сланцев, постоянно растущие масштабы использования продуктов переработки энергосы рья наносят комплексны й ущерб окружаю щей среде и поэтому вопросы разработки и бы строго внедрения энергосберегаю щих технологий в наше время являю тся актуальны ми. По данны м Института энергетических исследований РАН потребление энергоресурсов в мире с 1980 по 2008 годы увеличилось почти наполовину. По прогнозам, к 2030 году оно возрастет еще на 65-70 %. Причем страны с развиваю щейся ры ночной экономикой (прежде всего Китай, Индия, Россия, Бразилия и Мексика) наиболее бы стры ми темпами наращиваю т энергопотребление. Однако на протяжении последних десятилетий удельная эффективность энергопродуктов при добы че и использовании, а также загрязнение биосферы максимальное именно в этих странах. Во всяком случае, комплексная эффективность энергопотребления в индустриально развиты х странах (Южная Корея, Тайвань, Малай-зия, Сингапур, Бруней) – втрое больше, чем в России, Индии и Китае. Использование вторичны х энергоресурсов Одним из главны х направлений, позволяю щих уменьшить количество сжигаемого топлива и частично решить сопутствую щие экологические проблемы , является использование вторичны х энергетических ресурсов. На предприятиях химической технологии вторичны ми энергоресурсами могут бы ть: - уходящие топочны е и ды мовы е газы от котлов, печей, сушилок и другого теплового оборудования; - горячие и раскаленны е продукты , вы ходящие из печей и сушилок и др.; - нагретая вода из систем водяного охлаждения технологического оборудования; - конденсат от установок тепловлажностной обработки; - вы бросы пара; - вентиляционны е вы бросы из аспирационны х систем тепловы х установок; - вторичны е топливосодержащие продукты промы шленности; - подготовленны е ТБО в качестве вторичного топлива. Для отбора и утилизации тепла применяю тся теплообменники и теплоутилизаторы : - цепны е завесы и теплообменники, обеспечиваю щие эффективны й теплообмен между газовы м потоком и обжигаемы м материалом во вращаю щейся печи; - запечны е теплообменны е устройства: циклонны е, шахтны е, шахтноциклонны е теплообменники; конвейерны е кальцинаторы ; вы носны е декарбонизаторы ; распы лительны е сушилки шлама и шликера; барабанны е, рекуператорны е и колосниковы е холодильники и др. Все эти устройства возвращаю т тепловую энергию в процессе обжига, улучшаю т тепловой баланс печи и снижаю т расход топлива. Основны м потребителем вторичного тепла, уносимого паром и горячей водой, являю тся системы теплоснабжения зданий (системы отопления и горячего водоснабжения), которы е требую т тепловую энергию низкого потенциала. Также вторичны е энергетические ресурсы использую тся для обогрева теплиц. Тепловая энергия удаляемого вентиляционного воздуха широко используется для подогрева наружного воздуха, подаваемого в систему вентиляции. Для этого применяю тся вращающиеся генераторы , рекуператоры , калориферы др. БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ